Усталостная прочность материала бесшовных стальных труб из Shandong Derunying чрезвычайно чувствительна к различным внешним и внутренним факторам, при этом внешние факторы включают форму, размер, гладкость поверхности, условия эксплуатации и т.п. деталей, а внутренние факторы включают состав, текстуру и т.п. чистота, остаточные напряжения и так далее самого материала. Незначительные изменения этих факторов вызовут колебания или даже значительную разницу в усталостных характеристиках материала.

Влияние факторов на усталостную прочность - важный аспект исследования усталости. Это исследование будет полезно при проектировании соответствующих конструкций деталей, выборе правильных материалов для бесшовных стальных труб и разработке различных рациональных методов холодной и горячей обработки, тем самым обеспечивая высокие усталостные характеристики деталей.

1. Влияние концентрации стресса
Обычно усталостную прочность получают путем измерения с использованием тщательно продуманного гладкого образца. Однако в реальных механических деталях неизбежно присутствуют различные насечки, такие как ступеньки, шпоночные пазы, резьба, масляные отверстия и т. Д. Наличие этих канавок приводит к концентрации напряжений, из-за чего максимальное фактическое напряжение в основании надреза намного превышает номинальное напряжение, воспринимаемое деталью, и часто приводит к усталостному разрушению детали.

Теоретический коэффициент концентрации напряжений Kt: отношение максимального фактического напряжения к номинальному напряжению в основании надреза, полученное в соответствии с теорией упругости в условиях идеальной упругости.

Коэффициент эффективной концентрации напряжений (или коэффициент концентрации усталостных напряжений) Kf: отношение предела выносливости σ-1 гладкого образца к пределу выносливости σ-1n образца с надрезом.
На эффективный коэффициент концентрации напряжений влияют не только размер и форма детали, но и физические свойства материала, обработка, термообработка и другие факторы.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений увеличивается с увеличением резкости надреза, но обычно меньше, чем теоретический коэффициент концентрации напряжений.
Коэффициент чувствительности к усталостным надрезам q: коэффициент чувствительности к усталостным надрезам указывает на чувствительность материала к усталостным надрезам и рассчитывается по следующей формуле.
Диапазон значений q равен 0-1, и чем меньше q, тем менее чувствительна бесшовная стальная труба к надрезу. Эксперименты показывают, что q не является чисто материальной константой и по-прежнему зависит от размера надреза; q в основном не связан с выемкой, только когда радиус выемки больше определенного значения, причем значение радиуса отличается для разных материалов или состояния обработки.

2. Влияние размера
Из-за неоднородности текстуры и внутренних дефектов материала увеличение размера увеличивает вероятность разрушения материала, тем самым снижая предел выносливости материала. Наличие размерного эффекта является важным вопросом при применении данных об усталости, полученных путем измерения небольшого образца в лаборатории, к части фактического размера. Невозможно полностью и аналогичным образом представить концентрацию напряжений, градиент напряжений и т.п. со стороны фактического размера, поэтому лабораторные результаты и усталостное разрушение некоторых конкретных частей не связаны друг с другом.

3. Влияние статуса обработки поверхности
На обработанной поверхности всегда есть неровные следы обработки. Эти отметки эквивалентны крошечным выемкам, вызывающим концентрацию напряжения на поверхности материала, и уменьшают усталостную прочность материала. Испытания показывают, что для стали и алюминиевых сплавов предел выносливости при черновой обработке (черновое точение) ниже, чем при чистовой продольной полировке, на 10-20% и более. Чем выше прочность материала, тем он более чувствителен к гладкости поверхности.


Время публикации: 06 августа 2020